JPS6123574A - エンジンバルブの製造方法 - Google Patents

エンジンバルブの製造方法

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JPS6123574A
JPS6123574A JP14465984A JP14465984A JPS6123574A JP S6123574 A JPS6123574 A JP S6123574A JP 14465984 A JP14465984 A JP 14465984A JP 14465984 A JP14465984 A JP 14465984A JP S6123574 A JPS6123574 A JP S6123574A
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hardfacing
titanium
valve
plasma arc
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Hirokimi Takeuchi
竹内 宥公
Masa Nagata
永田 雅
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    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • F01L3/04Coated valve members or valve-seats
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/04Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B23K9/044Built-up welding on three-dimensional surfaces
    • B23K9/046Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134Plasma spraying

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、エンジンバルブおよびその製造方法に係り、
特にエンジンバルブ素材としてチタン基合金材料を用い
、そのエンジンバルブ素材に硬化肉盛を行って、弁フェ
ース面を形成してなるエンジンバルブおよびその製造方
法に関するものである。
従来技術 自動車等のエンジンには、その燃焼室内に混合ガスを供
給したり或いは燃焼室から燃焼排ガスを排出したりする
ために、吸気口や排気口−を開閉するエンジンバルブが
設けられている。そして、このエンジンバルブは高温度
の環境下で使用されるものであるところから、耐熱性、
耐摩耗性などに優れていることが必要とされる。このた
め、従来から、オーステナイト系の耐熱鋼、例えば5U
H36材料等をエンジンバルブ素材として用い、そのエ
ンジンバルブ素材に硬化肉盛を行って、吸気口若しくは
排気口の弁座に着座する弁フェース面を形成することに
より、耐熱性、耐摩耗性などを満足せしめ゛たエンジン
バルブが製造されている。
一方、近年、エンジンの省エネルギー化のために各種構
成部品の軽量化が図られているが、上記エンジンバルブ
においても、その一つの対策として、エンジンバルブ素
材を軽量かつ耐熱性に優れたチタン基合金材料製とする
ことが検討されるようになってきた。すなわち、エンジ
ンバルブ素材としてTi−6%A1−4%V等のチタン
基合金材料を用い、そのバルブ傘部に所定の硬化肉盛材
を溶射したり或いはイオン窒化法にて表面硬化処理を施
したりして、耐摩耗性の高い弁フェース面を形成するの
である。
本発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述したように溶射によって硬化肉盛を
行うと、その硬化肉盛部に多数のピンホールが発生する
とともに、硬化肉盛部は単にエンジンバルブ素材の表面
に溶着せしめられるのみで両者間の結合性は低く、硬化
肉盛部に亀裂が生じたり剥離したりするという問題があ
った。また、イオン窒化法にて表面硬化処理を施せば、
亀裂や剥離の問題はないが、充分な厚さの硬化層を形成
することが困難で、エンジンバルブの耐久性や耐摩耗性
が損なわれる。したがって、チタン基合金材料からなる
軽量なエンジンバルブとして、実用上充分に満足し得る
ものは未だ提供されていない       1のであり
、その原因として、特に、バルブ傘部に泗硬度で耐摩耗
性に優れた弁フェース面を形成する方法が充分に確立さ
れていない点が挙げられるのである。
′問題点を解決するための手段 上記の如き問題を解決するために、本発明に係るエンジ
ンバルブの製造方法は、チタン基合金材料からなるエン
ジンバルブ素材に所定の硬化肉盛を行って、弁フェース
面を形成し、目的とするエンジンバルブを製造するに際
して、プラズマアークトーチとエンジンバルブ素材との
間にプラズマアークを形成する一方、パウダ搬送ガスに
よって所定の粉末材料を前記プラズマアーク内に導いて
、かかる粉末材料を溶融せしめ、前記エンジンバルブ素
材に所定の硬化肉盛を行うと共に、前記プラズマアーク
トーチのノズル径:D、が、該硬化肉盛部の開先幅:D
2に対して、下式: %式% を満足するようにしたことを特徴とするものである。
なお、かかる本発明において、エンジンバルブ素材を構
成するチタン基合金材料としては、通常のチタンを主成
分として含む材料が適宜に選択されて用いられ得るもの
であり、一般にTi’−6%Al−4%V等がエンジン
バルブ素材として好適に使用され得るものである。
また、チタン基合金材料中に含まれているチタンは異種
金属との間で新たな化合物を形成して結合性が損なわれ
易いため、硬化肉盛する粉末材料(肉盛材)としては、
チタンと高硬度の金属炭化物との混合粉末を用いること
が望ましい。すなわち、このような混合粉末を使用すれ
ば、混合粉末のうちチタンのみが溶融してチタン基合金
材料からなるエンジンバルブ素材に良好に溶接せしめら
れ、かつその溶接せしめられたチタン層中には高硬度の
金属炭化物の粒子が分布、存在しているため、実用上充
分な結合性を有する高硬度の硬化肉盛部が得られるので
ある。なお、このような混合粉末としては、例えば、粒
径が10〜30μmのTicを10〜50%程度含むT
i−TiCの混金粉末9粒径が30〜70μmのWCを
5〜30%程度含むTi−WCの混合粉末、或いは上記
粒径のTiCおよびWCをそれぞれ5〜30%および5
〜20%程度含むTi−Tic−WCの混合粉末等が好
適に使用され得る。
そして、かかる本発明において、プラズマアークトーチ
にて硬化肉盛を行う際には、プラズマアークによって溶
融゛替態にある粉末材料や硬化肉盛部が大気中の酸素、
窒素等の影響を受けないように、単に溶接部分のみなら
ず、未だ溶融状態にある硬化肉盛部も、アルゴン、ヘリ
ウム、若しくはアルゴンとヘリウムとの混合気体等の不
活性ガスにて大気からシールド(アフターシールド)す
ることが望ましい。この場合に、溶融状態にある硬化肉
盛部のみを部分的にシールドすれば、硬化肉盛部を簡便
な装置にて効果的に保護し得るが、特に、エンジンバル
ブ素材を冷却用のバッキングに取り付けて硬化肉盛を行
えば、硬化肉盛部が良好に冷却されてアフターシールド
すべき部分が少なくなる利点がある。なお、空気を不活
性ガスで置換した密閉容器内にプラズマアークトーチお
よびエンジンバルブ素材を収容することにより、硬化肉
盛部を含む装置全体を大気からシールドすることも勿論
可能である。
また、エンジンバルブの弁フェース面は、一般に、バル
ブ傘部の外周面にテーバ状に形成されるのであるが、エ
ンジンバルブ素材を、その軸線が鉛直方向に対して10
°〜60°傾斜した状態で軸線まわりに回転させる一方
、その傾斜したエンジンバルブ素材の上方にプラズマア
ークトーチを配置して硬化肉盛を行うようにすれば、溶
融金属に作用する重力に起因してビード形状が損なわれ
ることはない。
さらに、硬化肉盛を行う際に、必要に応じてプラズマア
ークトーチとエンジンバルブ素材とを溶接方向と直角な
方向へ相対移動(オシレート)させても良いことは勿論
である。
また、このようなプラズマアークを用いて硬化肉盛する
ことにより好適に得られるチタン基合金材料からなるエ
ンジンバルブは全く新規なもので        、あ
り、前述した従来の問題を有しない有用なエンジンバル
ブであって、それは、バルブ傘部の弁フェース面が、チ
タンと金属炭化物とから構成される、該チタン基合金材
料と一体化された硬化肉盛部にて構成されると共に、そ
の硬化肉盛部中において前記金属炭化物が微細な粒子状
にてチタン層中に分散せしめられている特徴を有してい
る。
発明の効果 このように、本発明に従って、チタン基合金材料からな
るエンジンバルブ素材にプラズマアークを用いて硬化肉
盛を行うと、硬化肉盛部にピンホールが発生することが
なく、また、溶接界面が実質的に独立して認められず、
硬化肉盛部は母材から連続的に変化する連続相としてエ
ンジンバルブ素材に一体的に融接せしめられる。特に、
硬化肉盛すべき粉末材料を適当に選択すれば、硬化肉盛
部とエンジンバルブ素材との間の結合性が損なわれる虞
れもない。また、イオン窒化法等の表面硬化処理を施す
場合に比較して、充分な厚さの硬化肉盛部が容易に得ら
れる。したがって、実用上充分に満足し得る、チタン基
合金材料からなる軽量なエンジンバルブが製造され得る
こととなるのである。
また、肉盛材として粉末材料を用いるため、棒材を用い
る場合に比較して硬化肉盛に要する時間が短縮され得る
とともに、硬化肉盛の自動化が容易となる。さらに、プ
ラズマアークを用いて硬化肉盛を行うため、その硬化肉
盛を施すべき開先部の深さが浅くても良好なビード形状
の硬化肉盛が得られ、肉盛材の使用量が大幅に節減され
得るという利点もある。
さらに、上記のように構成されたエンジンバルブによれ
ば、チタン基合金材料製であるため、その重量が大幅に
軽量化され得る。また、弁フェース面が形成されている
バルブ傘部の硬化肉盛部は、チタンと金属炭化物とから
構成されてチタン基合金材料と一体化されているととも
に、その一体化された硬化肉盛部中において、金属炭化
物が微細な粒子状にてチタン層中に分散せしめられてい
るため、硬化肉盛部が単にチタン基合金材料の表面に溶
着されている場合に比較して、硬化肉盛部とチタン基合
金材料との結合性が高められ、かつ充分な硬度が得られ
る。したがって、実用上充分に満足し得る、チタン基合
金材料からなる軽量なエンジンバルブが提供されること
となるのである。
実施例 次に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の詳細な説明するが、理解を容易にするために、先ず
、本発明において好適に用いられるプラズマ肉盛溶接装
置を第1図に基づいて説明することとする。
図において、10は、鉛直方向に配置されたプラズマア
ークトーチ(以下、トーチと称する)の先端部である。
かかるトーチ10は、中心部にタングステン電極12を
備えており、この電極12の外側には、トーチ内筒14
およびトーチ外筒16がそれぞれ所定の距離を隔てて同
軸的に配設されている。そして、それら電極12とトー
チ内筒14との間、およびトーチ内筒14とトーチ外筒
16との間には、それぞれ環状の通@18および20が
形成されている。
通路18は、配管22を介してプラズマガス供給装置2
4に接続されており、アルゴンガス等のプラズマガスが
供給されるようになっている。そして、この通路18内
に供給されたプラズマガスは、トーチ内筒14の先端に
設けられたノズル30から下方に噴出させられる。
また、通路20は、配管32を介して搬送ガス供給装置
34に接続されており、更にその配管32の中間部には
、パウダ供給装置36が接続されて、そのパウダ供給装
置36から肉盛材として所定の粉末材料が供給されるよ
うになっている。すなわち、通路20には、所定量の粉
末材料を含んだ搬送ガスが供給され、トーチ外筒16の
先端に設けられたノズル38から下方に噴出せしめられ
るのである。なお、粉末材料としてはチタンと金属炭化
物との混合粉末、例えばTi−Tic、Ti −WC,
T i −T i C−WC等の混合粉末が好適に使用
され得るが・Ti−TiNの混合粉末等       
 (その他の硬化肉盛用粉末材料を用いることも可能で
あり、また、搬送ガスとしてはアルゴンガス。
ヘリウムガス等の不活性ガスが用いられる。
一方、トーチ内筒14およびトーチ外筒16のノズル3
0および38には、それぞれ冷却水通路40および42
が配設されて、それ等両ノズル30および38を冷却す
るようになっている。また、トーチ外筒16の先端部に
は、シールドガス供給装置44から配管46を介してア
ルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスからなるシー
ルドガスが供給されるようになっており、そのシールド
ガスをトーチlOの軸心方向へ略円筒状に吹き出すこと
により、溶接部が大気からシールドされるようになって
いる。
以上のように構成されたトーチ10の下方には、硬化肉
盛溶接を施すべきエンジンバルブ素、材48iビ が取り付けられるようになってい・る。このエンジンバ
ルブ素材48は、自動車等のエンジンの燃焼室内に混合
ガスを供給したり或いは燃焼室から燃焼排ガスを排出し
たりするために、吸気口や排気口を開閉するエンジンバ
ルブの素材を成すもので、軽量かつ耐熱性に優れたチタ
ン基合金材料製である。エンジンバルブ素材48は軸部
50と傘部52とを備えており、その傘部52の軸部5
0側に位置する肩部の外周部には、硬化肉盛が謄される
円環状の凹部54(開先部)が形成されている。
なお、第1図において凹部54に示す破線は、硬化肉盛
が施されて硬化肉盛部55が形成された状態を示したも
のである。
かかるエンジンバルブ素材48は、鉛直方向に対して角
度θだけ傾斜して設けられた取付軸56に、冷却用のバ
ッキング58を介してその軸線Aが取付軸56の軸線と
一致・する状態で取り付けられており、取付軸56とと
もに軸線Aまわりに所定の速度で回転せしめられるよう
になっている。
この軸線Aの鉛直方向に対する角度θは、エンジンバル
ブ素材48−の形状等を考慮して、10°〜60°の範
囲内に設定することが望ましい。そして、このように取
付軸56に取り付けられた状態において、エンジンバル
ブ素材4日の前記傘部52に形成された凹部54のうち
、最も上方に位置する部分は、前記トーチ10のノズル
38の鉛直下方に保持されていて、エンジンバルブ素材
48が軸線Aまわりに回転させられることにより、円環
状の凹部54に順次硬化肉盛が施されるのである。ここ
で、ノズル38のノズル径:D、は、凹部54の開先幅
:D2に対して、下式:%式% を満足するように設定されている。
また、トーチ10の先端部近傍には、第2図に示すよう
に、下端面60に多数の噴出孔62が形成されたアフタ
ーシールド装置64が設けられている。アフターシール
ド装置64は、図示しないシールドガス供給装置からア
ルゴン、ヘリウム。
もしくはアルゴンとヘリウムとの混合気体等の不活性ガ
スからなるシールドガスが供給されるようになっており
、その供給されたシールドガスを多数の噴出孔62から
下方に噴出するもので、トーチ10の溶接方向下流側に
配設されている。上記多数の噴出孔62は、溶接方向と
ほぼ平行に前記エンジンバルブ素材48の開先幅り、よ
りも僅かに広い間隔dを隔てて二列設けられており、そ
の溶接方向の距離lはエンジンバルブ素材48に形成さ
れた硬化肉盛部55のうち、トーチ10によって肉盛溶
接され、未だ溶融状態にある部分の長さ寸法以上となる
ように、溶接速度等を考慮して設定されている。
なお、トーチ10の電極12とトーチ内筒14との間に
は、パイロット電源66から所定のバイロフト電流が供
給されるようになっているとともに、電極12とエンジ
ンバルブ素材48が取り付けられるバッキング58との
間には、メイン電源68から所定の溶接電流が供給され
るようになっている。また、電極12とトーチ内筒14
との間には、パイロット電源66と並列に点火用の高周
波発振器70が介挿されている。
次に、上述したプラズマ肉盛溶接装置を用いてエンジン
バルブ素材48に硬化肉盛を施す手順について説明する
が、これはそのまま本方法発明の一実施例を成すもので
ある。
先ず、パイロット電源66からパイロット電流    
    1を供給し、電極12の先端とトーチ内筒14
のノズル30との間にパイロットアークを発生させると
同時に、プラズマガス供給装置24から環状通路18内
にプラズマガスを供給する。これにより、電極12の先
端にプラズマアークが形成される。
その後、電極12とバッキング58との間にメイン電源
68から溶接電流番供給し、電極12の先端に形成され
ているプラズマアークをエンジンバルブ素材48へ移行
させるとともに、搬送ガス供給装置34およびパウダ供
給装置36から所定の粉末材料を含む搬送ガスを通路2
0内に供給する。この通路20内に供給された粉末材料
はノズル38から噴出せしめられてプラズマアークによ
って溶融され、エンジンバル−ブ素材48の凹部54に
肉盛溶接される。なお、この時、トーチ10の先端部か
らはシールドガスが吹き出されており、溶融された粉末
材料や凹部54が空気中の酸素等の影響を受けないよう
にされている。
そして、この状態において、エンジンバルブ素材48を
その軸線Aまわりに回転させることにより、凹部54の
肉盛溶接される部位が移動して、傘部52の外周部に形
成された円環状の凹部54の全周に順次硬化肉盛が施さ
れることとなる。この時、アフターシールド装置64か
らはシールドガスが噴出せしめられており、エンジンバ
ルブ素材48に形成された硬化肉盛部55のうち、未だ
溶融状態にある部分が大気からシールドされて、大気中
の酸素、窒素、水素等の影響を受けないようにされてい
る。なお、必要に応じてトーチ10を溶接方向と直角方
向、すなわち第1T!!Jにおいて左右方向へ往復移動
(オシレート)することも可能である。
ここで、崎えば粉末材料としてチタンと高硬度の金属炭
化物との混合粉末を用いて上記硬化肉盛溶接を行うと、
硬化肉盛部55は、第3図に示すように、チタンのみが
溶融してチタン基合金材料からなるエンジンバルブ素材
48の傘部52に融接せしめられ、そのチタン層下中に
高硬度の金属炭化物72の粉末が微粒子状に分散せしめ
られた構造となる。また、硬化肉盛部5・5は、それが
溶融状態にある量率活性ガスにて大気からシールドされ
ているため、大気中の酸素等に起因して内部に酸化物等
が形成されたりピンホールが発生したりすることがない
したがって、このようにしてチタン基合金材料からなる
エンジンバルブ素材48に硬化肉盛を行うと、硬化肉盛
部55にピンホールを生じたり、或いは硬化肉盛部、5
5とエンジンバルブ素材48との間の結合性が損なわれ
たりすることがなく、軽量でかつ実用上充分に満足し得
るエンジンバルブが製造され得るのである。また、肉盛
材として粉末材料を用いているため、棒材を用いる場合
に比較して溶接時間を短縮化し得るとともに、硬化肉盛
の自動化が容易となる。
なお、上側では、エンジンバルブ素材48の硬化肉盛溶
接を施すべき部分に凹部54が形成されているが、この
ようにプラズマアークを用いて硬化肉盛を行う場合には
そのような凹部は必ずしも必要ではなく、例えば平坦面
であっても良好なビート形状の硬化肉盛が得られる。し
、たがって、所定の凹部を形成して硬化肉盛を行う必要
があるガス法やTiC法に比較して、肉盛材の使用量が
大幅に節減され得る。
そして、このようにして硬化肉盛されたエンジンバルブ
素材48には、その後、その硬化肉盛部55に研削加工
等の所定の加工が施されて、燃焼室の吸気口若しくは排
気口に設けられた弁座に着座する弁フェース面が形成さ
れ、耐熱性、耐摩耗性に優れたエンジンバルブが製造さ
れるのである。
なお、上記説明においては、エンジンバルブ素材48が
冷却用のバンキング58を介して取付軸56に取り付け
られるようになっているため、硬化肉盛部55が良好に
冷却されて、アフターシールド装置64の溶接方向の距
離1が比較的短くて済むが、このバンキング58は、エ
ンジンバルブ素材48の大きさや、溶接電流等の溶接条
件を考慮して、必要に応じて設ければ良いものである。
また、上述したプラズマ肉盛溶接装置は飽くまでも本方
法発明を好適に実施し得る装置の一例であり、また、そ
の装置を用いてエンジンバルブを        1製
造することは本方法発明の一つの実施例を意味するもの
で、本発明はこれらの記載によって何隻制約を受けるも
のではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良
を施した態様で実施しても良いことは勿論である。
因に、チタン基合金材料としてTi”6%Al−4%■
材料を用いたエンジンバルブ素材48の傘部52に硬化
肉盛を行う際に、溶接電流を40〜50A1熔接速度を
8va/sec、プラズマガスの供給量をQ、 712
 /min 、パウダ搬送ガスの供給量を3.0β/m
in、シールドガス供給装置44から供給されるシール
ドガスの供給量を20.OIl/min 、硬化肉盛部
55の開先幅:D2を2.0龍とし、オシレートを行わ
ないという条件で、肉盛材として供給する粉末材料およ
びノズル径:D、を適宜変更するとともに、アフターシ
ールド装置64から20.0β/minの供給量でシー
ルドガスを噴出してアフターシールドを行った場合と行
わなかった場合について、硬化肉盛部55とエンジンバ
ルブ素材48との間の結合性、硬化肉盛部55における
ピンホールの発生状況およびビード形状を調べた結果を
第1表に示す。
なお、粉末材料Ti−TicにおけるTiCの粒径は約
20μmでその混合率は約30%、Ti−TiNにおけ
るTjNの粒径は約20μmでその混合率は約30%、
Ti−Tic−WCにおけるTiC,WCの粒径はそれ
ぞれ約20μm、  50μmでそれらの混合率はそれ
ぞれ約20%、10%、Ti−WCにおけるWCの粒径
は約50μmでその混合率は約10%である。また、t
lkl、 1〜11は前記第1図に示すトーチ10を用
いて硬化肉盛を行ったものであるが、No、12は比較
のために溶射で硬化肉盛を行ったものである。
かかる第1表から明らかなように、ノズル径:D、が本
発明の範囲内で且つアフターシールドを行ったIIkL
1〜5の硬化肉盛においては、硬化肉盛部55とエンジ
ンバルブ素材48との間の結合性も高く、硬化肉盛部5
5にピンホール着生じたりビード形状が損なわれたりす
ることもない。
これに対して、ノズル径=Diが本発明の範囲から逸税
しているNo、 6および階7の場合には、いずれもビ
ード形状が損なわれて満足し得る硬化肉盛部55が得ら
れない。また、アフターシールドを行わなかった1Ik
L8の場合には、硬化肉盛部55が大気中の酸素等の影
響を受けて、ピンホールが発生したりビード形状が損な
われたりするが、これらは実用上差し支えない程度でエ
ンジンバルブとしての使用は可能である。
また、肉盛材としてステライト# 12. Nimon
ic80A、Mo−MoCの粉末材料を用いた隘9゜1
0.11の場合には、チタン基合金材料中のチタンが肉
盛材と化合して新たな化合物を形成し、“硬化肉盛部5
5とエンジンバルブ素材48との間の結合性が低下する
。さらに、溶射によって肉盛した隘12の場合には、肉
盛材は単にエンジンバルブ素材48の表面に溶着するの
みで溶込量が少なく、結合性が著しく低下するとともに
、硬化肉盛部55に多数のピンホールが発生する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明において好適に用いられるプラズマ肉盛
溶接装置の一例を説明する図である。第2図は第1図の
装置に設けられているアフターシールド装置の噴出孔を
示す底面図である。第3図は第1図の装置によって肉盛
された硬化肉盛部の断面図である。 10:プラズマアークトーチ 38:ノズル  48:エンジンバルブ素材52:傘部
(バルブ傘部) 55:硬化肉盛部  72;金属炭化物り、:ノズル径
  D2 :開先幅 T:チタン層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)チタン基合金材料からなるエンジンバルブ素材に
    所定の硬化肉盛を行って、弁フェース面を形成し、目的
    とするエンジンバルブを製造するに際して、 プラズマアークトーチと前記エンジンバルブ素材との間
    にプラズマアークを形成する一方、パウダ搬送ガスによ
    って所定の粉末材料を前記プラズマアーク内に導いて、
    かかる粉末材料を溶融せしめ、前記エンジンバルブ素材
    に所定の硬化肉盛を行うと共に、前記プラズマアークト
    ーチのノズル径:D_1が、該硬化肉盛部の開先幅:D
    _2に対して、下式: 0.6D_2≦D_1≦1.2D_2 を満足するようにしたことを特徴とするエンジンバルブ
    の製造方法。
  2. (2)前記エンジンバルブ素材に形成される、未だ溶融
    状態にある前記硬化肉盛部を、不活性ガスにて大気から
    シールドするようにした特許請求の範囲第1項記載の製
    造方法。
  3. (3)前記粉末材料が、チタンと金属炭化物との混合粉
    末である特許請求の範囲第1項又は第2項記載の製造方
    法。
  4. (4)チタン基合金材料からなるエンジンバルブにして
    、そのバルブ傘部の弁フェース面が、チタンと金属炭化
    物とから構成される、該チタン基合金材料と一体化され
    た硬化肉盛部にて構成されると共に、該硬化肉盛部中に
    おいて前記金属炭化物が微細な粒子状にてチタン層中に
    分散せしめられていることを特徴とするエンジンバルブ
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